DE1538439C - Schaltungsanordnung zur Abschaltung stabilisierter Ausgangsspannungen bei Kurzschluß - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Abschaltung stabilisierter Ausgangsspannungen bei Kurzschluß

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DE1538439C
DE1538439C DE19661538439 DE1538439A DE1538439C DE 1538439 C DE1538439 C DE 1538439C DE 19661538439 DE19661538439 DE 19661538439 DE 1538439 A DE1538439 A DE 1538439A DE 1538439 C DE1538439 C DE 1538439C
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Günther 8501 Fischbach Bausch
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Fa. Diehl, 8500 Nürnberg
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Description

schlusses und nach entsprechender Befehlsgabe das Schaltelement in die geöffnete Schaltstellung umschalten und dort so lange halten, bis sich die Ausgangsspannungen wieder aufgebaut haben.
Eine Schaltungsanordnung, bei welcher die stabilisierte Ausgangsspannung eines Stromversorgungsgerätes im Falle starker Überlastung oder Kurzschluß abgeschaltet wird und welche derartige Merkmale
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Im folgenden sollen diese und noch weitere Merk- zeigt, wobei jedoch die Hilfsspannung bei diesem
male der Erfindung an Hand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiel weggelassen wurde, Es sei an
mehrere Ausführungsbeispiele zeigt, noch näher er- dieser Stelle bemerkt, daß mit diesem Schaltbeispiel
läutert werden. nur die grundsätzliche Wirkungsweise der Erfindung
F i g. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung, 5 erläutert werden soll, daß die Anwendung der Erfinbei der zur Verbesserung des Regelverhaltens zusatz- dung jedoch auf die Abschaltung von Schaltungsanlich eine ebenfalls bereits bekannte Hilfsspannung Ordnungen mit mehreren Ausgangsspannungen geverwendet ist; richtet ist. Bei der letztgenannten Anwendung bietet
F i g. 2 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung die Erfindung insofern besondere Vorteile, da der
zur Abschaltung einer Ausgangsspannung; 10 Aufwand zur Abschaltung einer Ausgangsspannung
F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsan- praktisch genau so hoch ist wie zur Abschaltung von
Ordnung zur Abschaltung zweier Ausgangsspannun- zwei oder drei solcher Ausgangsspannungen,
gen; Mit den Bezugszeichen 21 bis 29 sind in F i g. 2 die
F i g. 4 schließlich zeigt eine erfindungsgemäße bereits an Hand der F i g. 1 erläuterten Elemente be-
Schaltungsanordnung zur Abschaltung von drei Aus- 15 zeichnet. Als Schaltelement zum Sperren des Transi-
gangsspannungen. stors 24 dient ein Schalttransistor 30, zum Ansteuern
In Fig. 1 ist eine bekannte Schaltungsanordnung dieses Schalttransistors 30 zur Wiedereinschaltung zur Stabilisierung einer Ausgangsspannung gezeigt. der Ausgangsspannung dient ein Transistor 31. Der Ein Transformator 1 enthält eine Primärwicklung 1 α Transistor 32 dient als Inverter und hat nur die Auf- und die Sekundärwicklungen 1 b und 1 c. Zur Gleich- 20 gäbe, für den Schalttransistor 30 ein Signal mit der richtung der Wechselspannung an der Sekundärwick- richtigen Polarität zu erzeugen. Die Widerstände 33 lung 1 b dienen eine Diode 2 sowie ein Glättungskon- und 34 bilden einen Spannungsteiler und geben ein in densator 3. Zur Stabilisierung der an den Klemmen seiner Größe von der Ausgangsspannung abhängiges des Kondensators vorliegenden pulsierenden Gleich- Signal an die Basis des Invertertransistors 32 ab; der spannung dienen ein Serientransistor 4 sowie ein Re- 25 Widerstand 35 bildet zusammen mit der Kollektorgeltransistor 5. Die stabilisierte Ausgangsspannung U Emitter-Strecke des Invertertransistors 32 ebenfalls wird an einem Spannungsteiler, bestehend aus den einen Spannungsteiler und dient zur Ansteuerung des Widerständen 6 und 7, abgenommen. Als Basiswider- Schalttransistors 30. Die Ansteuerung des Transistors stand für den Serientransistor 4 dient ein Wider- 31 erfolgt über einen Kondensator 36 und einen Tastand 8, zur Erzeugung einer Vergleichsspannung für 30 ster 37, der in seinem Ruhezustand den Kondensator den Transistor 5 eine Diode 9. Als Belastung sei ein 36 kurzschließt. Zum Schutz des Kondensators 36 veränderlicher Widerstand 10 angenommen. Diese und des Transistors 31 ist ein kleiner Schutzwiderbisher erläuterte Schaltungsanordnung ist bereits voll stand 38 vorgesehen. Bei Betätigung verbindet der funktionsfähig zur Stabilisierung einer ungeregelten Taster 37 den Kondensator 36 mit dem positiven Pol Gleichspannung, durch die Verwendung einer zusatz- 35 der ungeregelten Gleichspannung und bewirkt dalichen Hilfsspannung ist jedoch die Regelwirkung durch, daß ein positiver Impuls so lange an die Basis dieser Schaltungsanordnung noch verbesserungsfähig des Transistors 31 gelangt, bis der Kondensator 36 und ermöglicht die Abgabe einer noch besser stabili- sich voll aufgeladen hat. Die Diode 31 α hat die Aufsierten Ausgangsspannung U. Zur Erzeugung dieser gäbe, zu verhindern, daß an die Basis des Transistors Hilfsspannung dienen die zweite Sekundärwicklung 40 31 eine unzulässige negative Spannung angelegt wird. 1 c des Transformators, eine Diode 11 und ein Kon- Die Schaltungsanordnung dient zur Abschaltung densator 12 sowie ein Widerstand 13 und eine Diode der Ausgangsspannung U1, wenn an den Ausgangs-14, welche Elemente eine konstante Spannung an den klemmen eine starke Überlastung oder ein Kurzbeiden Klemmen dieser Diode erzeugen. Diese kon- Schluß eintritt. Die Schaltungsanordnung kann aber stante Spannung wird der Basis und dem Emitter des 45 eine länger andauernde Überlastung des Stromversor-Serientransistors 4 zugeführt. gungsgerätes, die jedoch noch weit entfernt ist von
Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist einem Kurzschluß, nicht überwachen. Zu diesem nun folgende: Ändert sich die Ausgangsspannung U Zweck kann daher eine Schmelzsicherung 39 vorgein Richtung positiver Werte — entweder durch An- sehen werden, welche bei einer andauernden Überladerung der Belastung oder durch Änderung der Span- 50 stung des Stromversorgungsgerätes anspricht,
nung an den Klemmen der Sekundärwicklung Ib —, Es sei angenommen, daß die Transistoren 24 und so steigt auch die Spannung am Widerstand 7 des 25 leitend seien und an den Klemmen des Spannungs-Spannungsteilers und bewirkt hierdurch ein stärkeres tellers 26 und 27 eine Ausgangsspannung U1 ansteht. Leitendwerden des Transistors 5. Dies wiederum hat Die Transistoren 30, 31 sind gesperrt, der Transistor zur Folge, daß der Basistrom für den Serientransi- 55 32 ist leitend, der Taster 37 befindet sich in seiner stör 4 in stärkerem Maße über den Transistor 5 fließt Ruhestellung und der Kondensator 36 ist somit entla- und damit der Serientransistor 4 weniger stark leitend den. Bricht jetzt die Ausgangsspannung U1 auf gemacht wird. Dies hat eine Erhöhung des Kollektor- Grund einer starken Überlastung oder eines Kurz-Emitterwiderstandes dieses Transistors und damit Schlusses zusammen, so nimmt auch die Spannung eine Verringerung des Stromes durch diesen Transi- 60 am Spannungsteiler 33, 34 in gleichem Maße ab, was stör zur Folge. Dieser geringere Strom erzeugt am dazu führt, daß der Transistor 32 zunehmend geSpannungsteiler 6, 7 einen geringeren Spannungsab- sperrt wird. Dies bedeutet hinwiederum, daß das Kolfall und wirkt dadurch der ursprünglichen Span- lektorpotential dieses Transistors ansteigt und ein nungsänderungen im Sinne einer Stabilisierung der Leitendwerden des Schalttransistors 30 bewirkt. Die-Ausgangsspannung entgegen. 65 ser wird so weit in den leitenden Zustand gesteuert, In F i g. 2 ist eine bekannte Schaltungsanordnung daß er einen geringeren Kollektor-Emitterwiderstand in einer Anordnung gemäß F i g. 1 zur Erzeugung aufweist als der Transistor 25 und damit dem Serieneiner einzigen stabilisierten Ausgangsspannung ge- transistor 24 in stärkerem Maß den Basisstrom ent-
zieht. Der Transistor 24 wird vollständig gesperrt und bewirkt somit eine Abschaltung des Verbrauchers an den Klemmen der Ausgangsspannung U1 von dem Stromversorgungsgerät. An den Klemmen des Kondensators 23 bleibt die Leerlaufgleichspannung jedoch bestehen und bewirkt, daß über den Widerstand 35 ständig ein positives Potential an der Basis des Schalttransistors 30 bestehenbleibt und dieser somit im leitenden Zustand gehalten wird. Ist der Kurzschluß oder die starke Überlastung nun beseitigt, so wird der Taster 37 kurzzeitig in seine Arbeitsstellung gebracht und ermöglicht ein Aufladen des Kondensators 36. Bis dieser Kondensator aufgeladen ist, liegt jedoch ein positives Potential an der Basis des Transistors 31, welches diesen leitend steuert und bewirkt, daß an die Basis des Schalttransistors 30 ein Sperrsignal gegeben wird. Sobald der Transistor 30 gesperrt ist, fließt wieder Basisstrom in den Serientransistor 24, wodurch dieser leitend gesteuert wird; die Ausgangsspannung an den Klemmen des Spannungsteilers 26, 27 kann sich wieder aufbauen. Mit dem Anwachsen der Ausgangsspannung U1 auf ihren vollen positiven Wert steigt auch das Potential am Spannungsteiler 33, 34 und damit auch an der Basis des Invertertransistors 32. Letzterer wird wieder leitend gesteuert und legt nunmehr ebenfalls ein Sperrpotential an die Basis des Schalttransistors 30. Mit der immer stärkeren Aufladung des Kondensators 36 wird das Potential an der Basis des Transistors 31 immer niedriger, was schließlich zu einem vollständigen Sperren dieses Transistors führt. Das Ausgangssignal dieses Transistors, welches an sich den Schalttransistor 30 wieder in den leitenden Zustand steuern würde, kann sich jedoch an der Basis dieses Transistors nicht mehr auswirken, da letztere durch den Invertertransistor 32 auf Sperrpotential gehalten wird. Wird jetzt der Taster 37 wieder in seine Ruhelage gebracht, so entlädt sich der Kondensator 36 und die Schaltungsanordnung befindet sich wieder in ihrem ursprünglichen Ausgangszustand.
Wie bereits erwähnt, muß die Dimensionierung des Steuerkreises für den Transistor 31 so gewählt werden, daß die Aufladung des Kondensators 36 einerseits so langsam erfolgt, daß der Transitsor 31 so lange in dem leitenden Zustand gehalten wird, daß sich die Ausgangsspannung CZ1 wieder aufbauen kann, andererseits daß aber die Aufladung beendet sein muß, ehe durch eine etwaige sofort auftretende neue Störung an den Klemmen der Ausgangsspannung der Schalttransistor 30 wieder in den leitenden Zustand gesteuert wird.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 erzeugt zwei stabilisierte Ausgangsspannungen, und zwar eine positive und eine negative Spannung. Zur Erzeugung der positiven Ausgangsspannung dienen die bereits aus der F i g. 2 bekannten Elemente, welche mit 41 bis 49 bezeichnet sind; zur Erzeugung der negativen Ausgangsspannung dienen in analoger Weise die Elemente 41 und 52 bis 59. Die Bauelemente gemäß der Erfindung sind mit 60 bis 70 bezeichnet, wobei im Unterschied zu der Ausführung gemäß F i g. 2 kein Invertertransistor und kein Kollektorwiderstand für diesen mehr erforderlich sind. Dies hat seine Ursache darin, daß der Spannungsteiler 69, 70 zwischen einem positiven und negativen Potential angeschaltet ist, im Gegensatz zu der Ausführung von F i g. 2, bei welcher der Spannungsteiler 32, 35 nur zwischen einem positiven und dem Nullpotential liegt. Hieraus ergibt sich, daß am Abgriff des Spannungsteilers 69, 70 bereits ein Potential der richtigen Polarität zum Leitendsteuern des Transistors 60 bei Zusammenbrechen einer Ausgangsspannung auftritt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist wieder eine Hilfsspannung vorgesehen, welche in der bereits beschriebenen Weise durch die Elemente 41 d und 71 bis 74 erzeugt wird. Die Ausgangsspannung U1 soll als die unabhängige Spannung betrachtet werden, die Ausgangsspannung U2 soll infolgedessen die Folgespannung darstellen. Erfindungsgemäß muß daher der Schalttransistor 60 immer im Steuerkreis des Serientransistors 44 der unabhängigen Ausgangsspannung liegen. Die Hilfsspannung wird immer an die Basis und den Emitter dieses Serientransistors der unabhängigen Ausgangsspannung gelegt. Das Abhängigkeitsverhältnis der Spannung U2 von der Spannung [Z1 ergibt sich daraus, daß die Basis des Serientransistors 54 für die Ausgangsspannung U2 über einen Widerstand 58 an dem Emitter des Serientransistors 44 der Ausgangsspannung U1 liegt. Bei Verschwinden der Ausgangsspannung U1 wird daher wegen des dann gesperrten Serientransistors 54 zwangläufig auch die Ausgangsspannung U2 zusammenbrechen. Der bereits an Hand der F i g. 1 erläuterte Stabilisierungsvorgang für die Ausgangsspannung verläuft bei der Ausgangsspannung U2 in ganz analoger Weise zu dem der Ausgangsspannung IZ1.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende: Es sei wieder angenommen, daß die Transistoren 44, 45 und 54 und 55 leitend sind, d. h. daß also die Ausgangsspannung U1 und U2 vorhanden sind. Die Transistoren 60 und 61 sind infolgedessen gesperrt, und der Kondensator 66 ist über den in Ruhestellung befindlichen Taster 67 entladen. Bricht jetzt beispielsweise die Ausgangsspannung U2 wegen einer starken Überlastung oder eines Kurzschlusses zusammen, so wandert das Potential der unteren Klemme des Widerstandes 70 von einem negativen Wert auf den Wert Null. Dies bedeutet aber, daß an der Basis des Schalttranssitors 60 das Potential ansteigt, wodurch dieser Transistor leitend wird und dem Serientransistor 44 in der schon beschriebenen Weise den Basistrom entzieht. Nunmehr wird der Serientransistor gesperrt und in der Folge davon bricht die Ausgangsspannung U1 zusammen. Damit wandert das Potential am Emitter des Serientransistors 44 von einem positiven Wert zum Wert Null, und das Potential an der Basis des Serientransistors 54 wird entsprechend negativer. Dadurch wird der letztere Transistor ebenfalls gesperrt, und die Ausgangsspannung ZJ2 verschwindet. Das Stromversorgungsgerät ist an seinen Ausgängen abgeschaltet.
Ist die äußere Störung behoben, so wird der Taster 67 kurzzeitig in seine Arbeitsstellung gebracht und damit über den Kondensator 66 ein positives Potential an die Basis des Transistors 61 angelegt. Dieser wird leitend und legt ein Sperrpotential an die Basis des Transistors 60. Sobald dieser gesperrt ist, erhält der Serientransistor 44 wieder Basisstrom, und die Ausgangsspannung U1 kann sich wieder aufbauen. Gleichzeitig mit dem Anwachsen des positiven Potentials an dem Widerstand 46 wird auch das Potential an der Basis des Serientransistors 54 positiver, wodurch dieser wieder in den leitenden Zustand gesteuert wird und damit ein Wiederaufbauen der Ausgangsspannung U2 ermöglicht. Währenddessen wurde
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der Kondensator 66 immer mehr vollgeladen und der zielen wie mit einem Kondensator, mußte sie, anstatt Transistor 61 wird nunmehr wieder gesperrt. Sein in Reihe zu der Basis des Steuertransistors 111, par-Ausgangssignal kann sich jedoch an der Basis des allel zu dessen Basis-Emitterstrecke geschaltet wer-Transistors 60 nicht mehr auswirken, da inzwischen den. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung der Widerstand 70 wieder an negativem Potential 5 ist auf Grund der ausführlichen Beschreibung der liegt und an der Basis des Schalttransistors 60 ein Wirkungsweise der anderen Schaltungsbeispiele ohne Sperrpotential erzeugt. weiteres verständlich. Bei Zusammenbrechen der
Würde hingegen die Ausgangsspannung U1 auf Spannung U1 werden auf Grund der Tatsache, daß Grund äußerer Belastung zusammenbrechen, so die Spannungen U2 und Ua Folgespannungen der würde in der Folge davon der Serientransistor 54 ge- ίο Spannung U1 sind, zuerst diese Spannungen durch sperrt werden und damit die Ausgangsspannung U2 Sperren der Serientransistoren 94 und 104 abgeschalzusammenbrechen. In der Folge davon würde das tet, wobei gleichzeitig das Potential am Widerstand Potential an der Basis des Schalttransistors 60 ent- 120 in Richtung gegen Null wandert und damit ein sprechend in Richtung positiver Werte wandern und Leitendwerden des Transistors 110 verursacht. Zudiesen Transistor leitend steuern, wodurch letztere in 15 sätzlich wandert das positive Potential am Widerder schon bekannten Weise dem Serientransistor 44 stand 113 in Richtung geringerer Werte und verurden Basistrom entzieht und ihn dadurch sperrt. Die sacht dadurch ein Sperren des Invertertransistors 112. Anordnung ist also so getroffen, daß zum Leitend- Dies wiederum bewirkt über die Diode 115' ebenfalls steuern des Schalttransistors 60 erst die Ausgangs- ein positiver werdendes Potential an der Basis des spannung U2 verschwinden muß, gleichgültig ob an 20 Schalttransistors 110.
den Klemmen der Ausgangsspannung U1 oder an den Brechen hingegen zuerst entweder die Ausgangs-
Klemmen der Ausgangsspannung CZ2 eine zu starke spannung U2 oder die Spannung CZ3 zusammen, so Belastung aufgetreten war. wird in der soeben beschriebenen Weise zunächst der
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schalttransistor 110 leitend gesteuert und damit dem Erfindung dargestellt, mit welchem insgesamt drei 25 Serientransistor 84 der Ausgangsspannung CZ1 der Ausgangsspannungen in der erfindungsgemäßen Basisstrom entzogen, so daß letzterer Transistor ge-Weise überwacht werden. Die Bauelemente zur Er- sperrt wird. Dies hat ein Zusammenbrechen der Auszeugung der stabilisierten Ausgangsspannung U1 sind gangsspannung U1 zur Folge und dieses wiederum, mit 81 b und 82 bis 89, die Bauelemente zur Erzeu- über die Widerstände 98 und 108, ein Sperren der Segung der negativen Ausgangsspannung U2 sind mit 3° rientransistoren 94 und 104 und damit ein Ver-81c und 92 bis 99 und die Bauelemente zur Erzeu- schwinden der Ausgangsspannungen U2 und U3.
gung der positiven Ausgangsspannung CZ3 sind mit Aus dem bisher Gesagten kann man folgende all-
81 d und 102 bis 109 bezeichnet. Die Bauelemente gemeine Regel für die Notwendigkeit der Verwenzur Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungs- dung eines Inverters bilden. Es sei dabei im folgenanordnung sind mit 110 bis 120 und die Bauelemente 35 den nur die Rede von Transistoren des npn-Leitfähigzur Erzeugung der hier ebenfalls vorgesehenen Hilfs- keitstyps. Für Transistoren des pnp-Typs gilt analog spannung sind mit 81 e und 121 bis 124 bezeichnet. das gleiche, wobei jedoch statt positiver negative Die Ausgangsspannungen U2 und U3 sind Folgespan- Spannungen und umgekehrt verwendet werden müsnungen der unabhängigen Ausgangsspannung U1. sen. Sollen nur positive Ausgangsspannungen über-Dies ist schaltungsmäßig dadurch verwirklicht, daß 4° wacht werden, so muß für jede Ausgangsspannung die Serientransistoren 94 und 104 dieser beiden Aus- ein dieser zugeordneter Inverter vorgesehen werden, gangsspannungen U2 und Us über die Widerstände 98 welcher entsprechend den Invertertransistoren 32 bzw. 108 am Emitter des Serientransistors 84 der und 112 geschaltet werden muß. Dies ergibt sich dar-Ausgangsspannung CZ1 liegen. aus, daß bei der Überwachung der positiven Span-
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung stellt 45 nung bei deren Zusammenbrechen ein negativer wereine Kombination aus den Anordnungen der F i g. 2 dendes Potential entsteht, welches zum Leitendsteu- und 3 dar. Um Bauteile mit gleicher Wirkung leichter ern eines npn-Transistors jedoch nicht geeignet ist erkennen zu können, sind in allen drei Figuren die und daher die Zwischenschaltung eines Inverters er-Bauteile, die einander entsprechen, mit gleicher Einer- forderlich macht. Sollen positive und negative Ausstelle bezeichnet. Man erkennt beispielsweise, daß 50 gangsspannungen in der erfindungsgemäßen Weise der Schalttransistor 110 und der Transistor 111 in überwacht werden, so ist für alle negativen Ausgangsgleicher Weise angeordnet sind wie die Transistoren spannungen kein Inverter erforderlich, während für 60 und 61 in F i g. 3 bzw. 30 und 31 in F i g. 2. Zur alle positiven Ausgangsspannungen, mit Ausnahme Überwachung der positiven Ausgangsspannung CZ3 der ersten positiven Spannung, welche zweckmämußten außerdem noch Bauelemente verwendet wer- 55 ßigerweise als unabhängige Spannung gewählt wird, den, wie sie spezifisch zur Überwachung der positiven jeweils ein Inverter erforderlich ist, der in der in Ausgangsspannung CZ1 in F i g. 2 notwendig waren. F i g. 4 gezeigten Weise (Invertertransistor 112) ge-Hier ist insbesondere der Invertertransistor 112 zu schaltet werden muß.
nennen, welcher über eine Diode 115' an dem Ver- Schließlich wäre noch darauf hinzuweisen, daß der
bindungspunkt zwischen dem Kollektor des Transi- 60 Taster 37 bzw. 67 bzw. 117 nicht zwangläufig notstors 111 und der Basis des Schalttransistors 110 wendig ist. Man kann beispielsweise die Verwendung liegt. Dieser Invertertransistor hat wieder die gleiche eines solchen Tasters dadurch umgehen, daß man die Aufgabe wie der Invertertransistor 32 in Fi g. 2, Kondensatoren 36 bzw. 66 bzw. die Drosselspule 116 nämlich ein Potential zu erzeugen, welches zum Lei- an den positiven Pol der Leerlaufgleichspannung tendsteuern des Schalttransistors 110 geeignet ist. Als 65 bzw. der Hilfsspannung anlegt und daß man vor je-Blindwiderstand wurde bei diesem Ausführungsbei- dem neuen Einschalten der Ausgangsspannungen spiel anstatt eines Kondensators eine Drosselspule nach einer äußeren Störung durch starke Überlastung 116 gewählt. Um mit ihr die gleiche Wirkung zu er- oder Kurzschluß jeweils kurzzeitig den Netzstecker
des Stromversorgungsgerätes zieht. Beim Wiederanschalten des Netzes entsteht dann an dem Blindwiderstand (36 bzw. 66 bzw. 116) ebenfalls ein positives Ausgangssignal wie bei dem Betätigen des Tasters.
Es wurde im vorstehenden immer von einem Serientransistor gesprochen, der bei der Stabilisierung
einer Ausgangsspannung notwendig ist. Es kann jedoch selbstverständlich diesem Serientransistor in bekannter Weise an seiner Basis eine Kaskade von weiteren Transistoren vorgeschaltet sein, wobei die Ansteuerung der Kaskade dann an der Basis des ersten Transistors erfolgt. Die Erfindung wird jedoch von dieser weiteren Ausgestaltung nicht beeinflußt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

  1. Patentansprüche:
  2. I. Schaltungsanordnung zur Abschaltung aller stabilisierten Ausgangsspannungen eines Stromversorgungsgerätes bei starrer Überlastung oder bei Kurzschließen der Klemmen einer dieser Ausgangsspannungen, zu deren Stabilisierung jeweils ein Serientransistor, dessen Basis über einen Widerstand entweder mit der Spannung an seinem Kollektor oder einer geeigneten anderen Spannung in Verbindung steht, und ein mit dessen Emitter verbundener, die stabilisierte Ausgangsspannung überbrückender Spannungsteiler sowie ein zweiter Transistor vorgesehen sind, dessen Basis mit einem Abgriff des Spannungsteilers, sein Emitter mit dem allen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential (Masse) des Spannungsteilers und sein Kollektor mit der Basis des Serientransistors in Verbindung steht, bei welcher Schaltungsanordnung ferner ein Schaltelement vorgesehen ist, das bei starker Überlastung oder Kurzschluß der Klemmen einer der Ausgangsspannungen durch ein in der Schaltungsanordnung selbsttätig erzeugtes Dauersignal in den. Leitzustand übergeht und damit die Basis des Serientransistors einer Ausgangsspannung mit dem allen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential verbindet, und Schaltmittel vorhanden sind, welche nach Beseitigung der starken Überlastung oder des Kurzschlusses und nach. entsprechender Befehlsgabe das Schaltelement in die geöffnete Schaltstellung umschalten und dort so lange halten, bis sich die Ausgangsspannungen wieder aufgebaut haben, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ausgangsspannungen eine unabhängige Spannung (U1) ist und die anderen Ausgangsspannungen von dieser abhängige Folgespannungen (Uä, Us) darstellen, daß die Basis eines jeden einer Folgespannung zugeordneten Serientransistors mit dem Emitter des Serientransistors der unabhängigen Spannung in Verbindung steht und daß eines der beiden Potentiale jeder Ausgangsspannung mit dem gemeinsamen Bezugspotential verbunden ist, daß ferner das Schaltelement als Schaltlransistor (30; 60; 110) - ausgebildet ist und mit seinem Kollektor an der Basis des Serientransistors der unabhängigen Ausgangsspannung, mit seinem Emitter an dem gemeinsamen Bezugspotential und mit seiner Basis an einem Abgriff eines Spannungsteilers (32, 35; 69, 70; H9, 120; 115, 112) liegt, der mindestens so viele Teilerwiderstände aufweist, wie Ausgcingsspannungen vorhanden sind, daß jeweils eine Klemme eines Teilerwiderstandes mit einem Potential der zugeordneten Ausgangsspannung verbunden ist, daß weiterhin ein Steuertransistor (31; 61; 111), welcher in seinem leitenden Zustand die Basis des Schalttransistors mit dem ge-,meinsainen Bezugspotential verbindet, ein Blindwiderstand (36; 66; 116) und gegebenenfalls ein Taster (37; 67; 117) vorgesehen sind, welche beim Wiedereinschalten des Gerätes nach der Überlastung oder dem Kurzschluß an die Basis des Sleuertransistors einen öffnenden Impuls geben, durch welchen der nachgeschaltete Schalttransistor wieder in den Sperrzustand übergeht. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,'daß der Taster (37, 67, 117), der Blindwiderstand (36; 66; 116) sowie eine zu letzterem parallelgeschaltete Diode (31a, 61«, 111«) insgesamt in Reihe zwischen die beiden Potentiale der unabhängigen Spannung geschaltet sind und daß die Basis des Steuertransistors (31, 61, 111) zwischen Diode und Blindwiderstand angeschlossen ist.
  3. 3..Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand aus einem Kondensator (36, 66) sowie gegebenenfalls aus einem zusätzlichen, zum Kondensator in Reihe angeordneten ohmschen Widerstand (38, 68) besteht.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand aus einer Drosselspule (116) besteht, welche parallel zur Basis-Emitterstrecke des Steuertransistors (111) liegt, und daß der Drosselspule gegebenenfalls ein ohmscher Widerstand (118) vorgeschaltet ist.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemme des Biindwiderstands (36; 66; 116) durch den Taster (37; 67, 117) im nichtbetätigten Zustand mit dem Bezugspotential, dagegen im Arbeitszustand mit einem sich bei Abschaltung der Ausgangsspannungen nicht ändernden Spannungspotential verbunden ist.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mindestens je einem positiven und einem negativen Spannungsausgang der Spannungsteiler (69, 70; 119, 120) zwischen dem Kollektor des Serientransistors (npn-Typ) (44; 84) eines positiven Spannungsausgangs (unabhängige Ausgangsspannung U1) und dem negativen Spannungsausgang der anderen Alisgangsspannung (U.,) liegt.,
  7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteilerwiderstände zu einem Teil aus den Emitter-Kollektorstrecken von als Inverter wirkenden Transistoren bestehen.
  8. 8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Transistoren des npn-Typs (pnp-Typs) als Schaltelemente und bei Vorhandensein von nur positiven (negativen) Spannungsausgängen so viele Inverter (32) an den Verbindungspunkt zwischen Kollektor des Steuertransistors (31) und Basis des Schalttransistors (30) angeschlossen sind, wie verschiedene Ausgangsspannungen vorhanden sind und daß jedem dieser Spannungsausgänge ein Inverter zugeordnet ist.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Transistoren des npn-Typs (pnp-Typs) und bei Vorhandensein von n-positiven (negativen) und m-negativen (positiven) Spannungsausgängen 11-1 Inverter (112) an den Verbindungspunkt zwischen Kollektor und Basis der beiden Transistoren (110 und 111) angeschlossen sind, und daß jedem der abhängigen positiven (negativen) Spannungsausgänge ein Inverter zugeordnet ist.
  10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Inverter einen Transistor (32; 112) gleichen Leitfähigkeitstyps, wie ihn der Schalttransistor (30; 110)
    und der Steuertransistor (31, 111) aufweisen, enthält und daß der Kollektor des Invertertransistors an dem Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor und der Basis der beiden Transistoren (30, 31; 110, 111) und sein Emitter auf dem Bezugspotential liegt und daß seine Basis über einen Widerstand (33; 113) mit dem Spannungspotential jener Ausgangsspannung (U1, U3) in Verbindung steht, der er zugeordnet ist.
    häufig jene Bauteile, die zusätzlich noch an einer der anderen Ausgangsspannungen liegen, überlastet oder zerstört werden. Durch die selbsttätige sofortige Abschaltung aller Ausgangsspannungen gemäß der Er-5 findung werden diese Bauteile vor Zerstörung geschützt.
    Diese vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß nun dadurch gelöst, daß eine der Ausgangsspannungen eine unabhängige Spannung ist und die anderen
  11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- io Ausgangsspannungen von dieser abhängige Folgedurch gekennzeichnet, daß im Hauptstromkreis spannungen darstellen, daß die Basis eines jeden für jede Ausgangsspannung am Kollektor oder einer Folgespannung zugeordneten Serientransistors Emitter des Serientransistors jeder Ausgangsspan- mit dem Emitter des Serientransistors der unabhänginung eine Schmelzsicherung (39) als Schutz ge- gen Spannung in Verbindung steht und daß eines der genüber geringen Überlastungen angeordnet ist. 15 beiden Potentiale jeder Ausgangsspannung mit dem
    gemeinsamen Bezugspotential verbunden ist, daß ferner das Schaltelement als Schalttransistor ausgebildet
    ist und mit seinem Kollektor an der Basis des Serientransistors der unabhängigen Ausgangsspannung, mit 20 seinem Emitter an dem gemeinsamen Bezugspotential
    Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und mit seiner Basis an einem Abgriff eines Spanzur Abschaltung aller stabilisierten Ausgangsspan- nungsteilers liegt, der mindestens so viele Teilernungen eines Stromversorgungsgerätes bei starker widerstände aufweist, wie Ausgangsspannungen vorÜberlastung oder bei Kurzschließen der Klemmen handen sind, daß jeweils eine Klemme eines Teilereiner dieser Ausgangsspannungen, zu deren Stabili- 25 Widerstandes mit einem Potential der zugeordneten sierung jeweils ein Serientransistor, dessen Basis über Ausgangsspannung verbunden ist, daß weiterhin ein einen Widerstand entweder mit der Spannung an sei- Steuertransistor, welcher in seinem leitenden Zustand nem Kollektor oder einer geeigneten anderen Span- die Basis des Schalttransistors mit dem gemeinsamen nung in Verbindung steht, und ein mit dessen Emitter Bezugspotential verbindet, ein Blindwiderstand und verbundener, die stabilisierte Ausgangsspannung 30 gegebenenfalls ein Taster vorgesehen sind, welche überbrückender Spannungsteiler sowie ein zweiter . beim Wiedereinschalten des Gerätes nach der Überla-Transistor vorgesehen sind, dessen Basis mit einem stung oder dem Kurzschluß an die Basis des Steuer-Abgriff des Spannungsteilers, sein Emitter mit dem transistors einen öffnenden Impuls geben, durch welallen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspo- chen der nachgeschaltete Schalttransistor wieder in tential (Masse) des Spannungsteilers und sein Kollek- 35 den Sperrzustand übergeht.
    tor mit der Basis des Serientransistors in Verbindung In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgese-
    steht, bei welcher Schaltungsanordnung ferner ein hen, daß der Taster, der Blindwiderstand sowie eine Schaltelement vorgesehen ist, das bei starker Überla- zu letzterem parallelgeschaltete Diode insgesamt in stung oder Kurzschluß der Klemmen einer der Aus- Reihe zwischen die beiden Potentiale der unabhängigangsspannungen durch ein in der Schaltungsanord- 40 gen Spannung geschaltet sind und daß die Basis des nung selbsttätig erzeugtes Dauersignal in den Leitzu- Steuertransistors zwischen Diode und Blindwiderstand übergeht und damit die Basis des Serientransistors einer Ausgangsspannung mit dem allen Ausgangsspannungen gemeinsamen Bezugspotential verbindet, und Schaltmittel vorhanden sind, welche nach 45 sätzlichen ohmschen Widerstand oder aber durch Beseitigung der starken Überlastung oder des Kurz- eine Drosselspule gebildet werden, welche parallel
    zur Basis-Emitterstrecke des Steuertransistors liegt, wobei der Drosselspule gegebenenfalls ein ohmscher Widerstand vorgeschaltet sein kann.
    50 Aufgabe der Schaltmittel ist es, den Schalttransistor, der auch nach der Abschaltung der Ausgangsspannungen durch die ungeregelte Leerlaufgleichspannung ständig in leitendem Zustand gehalten wird, auf einen entsprechenden Befehl von außen hin
    aufweist, ist bereits durch die deutsche Auslegeschrift 55 kurzzeitig in den gesperrten Zustand zu bringen und 1 083 355 bekanntgeworden. ihn so lange dort zu halten, bis sich die Ausgangs-
    Ausgehend von dieser bekannten Schaltungsanord- spannungen durch den nunmehr wieder leitend genung ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Strom- steuerten Serientransistor der unabhängigen Ausversorgungsgerät, welches mehrere stabilisierte Aus- gangsspannung aufbauen können. Ist dieser Aufbau gangsspannungen aufweist und bei welchem die Sta- 60 beendet, so wird der Schalttransistor von den Ausbilisierung dieser Spannungen in der eingangs be- gangsspannungen selbst weiterhin in seinem Sperrzuschriebenen Weise erfolgt, eine Schaltungsanordnung stand gehalten.
    anzugeben, durch welche mit einfachen Mitteln im Zu diesem Zwecke verbindet der Taster im nicht
    Falle einer starken Überlastung oder eines Kurz- betätigtem Zustand den Blindwiderstand mit seiner Schlusses alle diese Ausgangsspannungen sofort elek- 65 einen Klemme mit dem Bezugspotential und in seitronisch abgeschaltet werden. Dies ist insbesondere nem Arbeitszustand mit einem sich bei Abschaltung deswegen zweckmäßig, da bei Ausfall einer der Aus- der Ausgangsspannungen nicht ändernden Spangangsspannungen eines Stromversorgungsgerätes nungspotential.
    stand angeschlossen ist.
    Dieser Blindwiderstand kann entweder durch einen Kondensator sowie gegebenenfalls durch einen zu-
DE19661538439 1966-11-23 1966-11-23 Schaltungsanordnung zur Abschaltung stabilisierter Ausgangsspannungen bei Kurzschluß Expired DE1538439C (de)

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